是否可以编写一个匹配出现次数未知的嵌套模式的正则表达式?例如,当有未知数量的开/关大括号嵌套在外大括号内时,正则表达式是否可以匹配左大括号和右大括号?
例如:
public MyMethod()
{
if (test)
{
// More { }
}
// More { }
} // End
应该匹配:
{
if (test)
{
// More { }
}
// More { }
}
是否可以编写一个匹配出现次数未知的嵌套模式的正则表达式?例如,当有未知数量的开/关大括号嵌套在外大括号内时,正则表达式是否可以匹配左大括号和右大括号?
例如:
public MyMethod()
{
if (test)
{
// More { }
}
// More { }
} // End
应该匹配:
{
if (test)
{
// More { }
}
// More { }
}
不,就这么简单。一个有限自动机(它是正则表达式的基础数据结构)除了它所处的状态之外没有内存,如果你有任意深度的嵌套,你需要一个任意大的自动机,这与有限自动机的概念相冲突。
您可以将嵌套/配对元素匹配到固定深度,其中深度仅受您的记忆限制,因为自动机变得非常大。然而,在实践中,您应该使用下推自动机,即用于上下文无关文法的解析器,例如 LL(自上而下)或 LR(自下而上)。您必须考虑更糟糕的运行时行为:O(n^3) 与 O(n),其中 n = 长度(输入)。
有许多可用的解析器生成器,例如Java 的ANTLR。为 Java(或 C)找到现有的语法也不难。
更多背景信息:维基百科的自动机理论
使用正则表达式检查嵌套模式非常容易。
'/(\((?>[^()]+|(?1))*\))/'
如果字符串在一行上,则可能是有效的 Perl 解决方案:
my $NesteD ;
$NesteD = qr/ \{( [^{}] | (??{ $NesteD }) )* \} /x ;
if ( $Stringy =~ m/\b( \w+$NesteD )/x ) {
print "Found: $1\n" ;
}
高温高压
编辑:检查:
Torsten Marek的另一件事(他正确地指出,它不再是正则表达式):
是的,如果它是 .NET RegEx 引擎。.Net 引擎支持由外部堆栈提供的有限状态机。查看详情
常规语言的Pumping 引理是您不能这样做的原因。
生成的自动机将具有有限数量的状态,例如 k,因此一串 k+1 个左大括号必然会在某处重复一个状态(当自动机处理字符时)。同一状态之间的字符串部分可以无限复制多次,自动机不会知道其中的区别。
特别是,如果它接受 k+1 个左大括号,然后是 k+1 个右大括号(它应该接受),它还将接受泵送的左大括号数量,然后是不变的 k+1 个右大括号(它不应该)。
...假设有一些最大数量的嵌套你很乐意停下来。
让我解释。
@torsten-marek是正确的,正则表达式无法检查这样的嵌套模式,但是可以定义一个嵌套的正则表达式模式,这将允许您捕获这样的嵌套结构,直到某个最大深度。我创建了一个来捕获EBNF 风格的评论(在这里试试),比如:
(* This is a comment (* this is nested inside (* another level! *) hey *) yo *)
正则表达式(用于单深度注释)如下:
m{1} = \(+\*+(?:[^*(]|(?:\*+[^)*])|(?:\(+[^*(]))*\*+\)+
\(+\*+
通过将and\*+\)+
替换为{
and}
并将其间的所有内容替换为简单的 ,这可以很容易地适应您的目的[^{}]
:
p{1} = \{(?:[^{}])*\}
(这是尝试的链接。)
要嵌套,只需在块本身内允许此模式:
p{2} = \{(?:(?:p{1})|(?:[^{}]))*\}
...or...
p{2} = \{(?:(?:\{(?:[^{}])*\})|(?:[^{}]))*\}
要查找三重嵌套块,请使用:
p{3} = \{(?:(?:p{2})|(?:[^{}]))*\}
...or...
p{3} = \{(?:(?:\{(?:(?:\{(?:[^{}])*\})|(?:[^{}]))*\})|(?:[^{}]))*\}
一个清晰的模式已经出现。要查找嵌套深度为 的注释N
,只需使用正则表达式:
p{N} = \{(?:(?:p{N-1})|(?:[^{}]))*\}
where N > 1 and
p{1} = \{(?:[^{}])*\}
可以编写一个脚本来递归地生成这些正则表达式,但这超出了我需要的范围。(这留给读者作为练习。)
在 PHP 正则表达式引擎中使用递归匹配比括号的过程匹配要快得多。尤其是较长的字符串。
http://php.net/manual/en/regexp.reference.recursive.php
例如
$patt = '!\( (?: (?: (?>[^()]+) | (?R) )* ) \)!x';
preg_match_all( $patt, $str, $m );
对比
matchBrackets( $str );
function matchBrackets ( $str, $offset = 0 ) {
$matches = array();
list( $opener, $closer ) = array( '(', ')' );
// Return early if there's no match
if ( false === ( $first_offset = strpos( $str, $opener, $offset ) ) ) {
return $matches;
}
// Step through the string one character at a time storing offsets
$paren_score = -1;
$inside_paren = false;
$match_start = 0;
$offsets = array();
for ( $index = $first_offset; $index < strlen( $str ); $index++ ) {
$char = $str[ $index ];
if ( $opener === $char ) {
if ( ! $inside_paren ) {
$paren_score = 1;
$match_start = $index;
}
else {
$paren_score++;
}
$inside_paren = true;
}
elseif ( $closer === $char ) {
$paren_score--;
}
if ( 0 === $paren_score ) {
$inside_paren = false;
$paren_score = -1;
$offsets[] = array( $match_start, $index + 1 );
}
}
while ( $offset = array_shift( $offsets ) ) {
list( $start, $finish ) = $offset;
$match = substr( $str, $start, $finish - $start );
$matches[] = $match;
}
return $matches;
}
正如 zsolt 提到的,一些正则表达式引擎支持递归——当然,这些引擎通常使用回溯算法,因此它不会特别有效。例子:/(?>[^{}]*){(?>[^{}]*)(?R)*(?>[^{}]*)}/sm
不,此时您正在进入上下文无关语法领域。
这似乎有效:/(\{(?:\{.*\}|[^\{])*\})/m